Perylen-3,4:9,10-tetracarbonsäurebisimid (PB) und dessen Derivate werden aufgrund ihrer hervorragenden photochemischen Stabilität und der hohen Quantenausbeuten gerne als Fluoreszenzfarbstoffe in organischen Materialien eingesetzt. [1,2] Die starken hydrophoben Wechselwirkungen zwischen den einzelnen PB-Chromophoren machen diesen Farbstoff zu einem wichtigen Baustein für funktionelle supramolekulare Architekturen. [1,3] Betrachtet man die Kombination dieser Eigenschaften, erscheint es interessant, PB in der dimeren Form auch als Sonde für die fluoreszente DNAund RNA-Analytik einzusetzen. Die nicht-kovalente Bindung an DNA wurde mit PB-Derivaten untersucht, die mit Spermin [4] oder anderen Aminen modifiziert wurden.[5] Darüber hinaus erschien in den letzten Jahren eine zunehmende Zahl von Publikationen, die die kovalente Modifikation von Oligonucleotiden mit PB beschreiben. [6][7][8][9][10][11][12] Kürzlich stellten wir eine einfache Syntheseroute für den Einbau von PB als artifizielle DNA-Base vor, um die Stapelungseigenschaften dieses Farbstoffes an spezifischen Stellen in Doppelstrang-DNA untersuchen zu können.[13] Hier präsentieren wir nun die Evaluierung der optischen Funktionalisierung mit PBDimeren anhand dreier exemplarischer Doppelstränge (DNA1, DNA3 und DNA4 a). Für die synthetische Modifizierung der entsprechenden Oligonucleotide mit dem PBChromophor (Schema 1) wurde der 2-Desoxyribofuranosidteil durch ein acyclisches Linkersystem ersetzt, das über eines der beiden Imid-Stickstoffatome des PB-Farbstoffes angeknüpft wurde.[13] Dieser Linker ermöglicht es dem Chromophor, in den Basenstapel zu interkalieren, und er weist die für die automatisierte Phosphoramiditchemie erforderliche hohe chemische Stabilität auf. [13,14] DNA1 enthält ein Interstrang-PB-Dimer, wohingegen DNA3 je ein PB-Monomer außerhalb des Doppelstrangs an beiden 5'-Enden trägt. Beide Doppelstränge weisen palindromische Sequenzen auf. Die Fluoreszenzspektren beider Doppelstränge DNA1 und DNA3 (Anregung bei 505 nm) werden von einer breiten Bande bei 660 nm ohne Feinstruktur dominiert (Abbildung 1). Diese excimerartige Emission des PB-Dimers wurde auch in Nanoaggregaten von Perylenbismiden beobachtet. [3,8,15] Die UV/Vis-Spektren von DNA1 und DNA3 (Abbildung 2) zeigen bei niedriger Temperatur zwei Hauptbanden, die im Vergleich zu den vibronischen Übergängen (0!1 und 0!0) des PB-Monomers hypsochrom (506 nm) bzw. bathochrom (545 nm) verschoben sind.[16]Dieses Resultat belegt die starken excitonischen p-p-Wechselwirkungen zwischen den beiden PB-Chromophoren im Inneren des Doppelstrangs (DNA1) bzw. außen am Doppelstrang (DNA3).[15]Sowohl die excimerartige Fluoreszenzbande als auch die verschobenen Absorptionsbanden von DNA1 verschwinden bei höheren Temperaturen. Besonders bemerkenswert ist Schema 1. PB-modifizierte Doppelstränge DNA1-DNA3, DNA4 a-DNA4 e. Abbildung 1. Temperaturabhängige Fluoreszenzspektren von DNA1 (oben) und DNA3 (unten), 1.25 mm DNA-Doppelstrang, 10 mm Na-P iPuffer, 250 mm NaCl, pH 7, Anregung bei 505 nm.